执行机构控制系统及方法
阅读说明：本技术 执行机构控制系统及方法 (Actuator control system and method ) 是由 郭勇 薛佳 赵述禹 焦忠林 陈明亮 许洪德 杨铁男 宫喜鹏 于海生 李瑾秋 张忠 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种执行机构控制系统及方法,包括变频器、控制器、过流保护器、阀位反馈电路和电机,变频器分别与控制器和过流保护器电连接,阀位反馈电路与控制器电连接,过流保护器还与电机电连接；控制器接收远方控制指令和执行机构通过阀位反馈电路反馈的阀位信号,实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；变频器接收控制器的控制指令并驱动电机正转或反转,过流保护器用于保护电机。本发明提供的执行机构控制系统及方法将SIPOS5执行机构控制技术进行了改进,使得整个系统结构更为简单,采用的元器件价格低廉,实用可靠,有效的降低了维护成本,同时提高执行机构稳定性,减少了检修人员的维护量。(The invention discloses an actuating mechanism control system and a method, comprising a frequency converter, a controller, an overcurrent protector, a valve position feedback circuit and a motor, wherein the frequency converter is respectively and electrically connected with the controller and the overcurrent protector; the controller receives a remote control instruction and a valve position signal fed back by the actuating mechanism through the valve position feedback circuit, closed-loop control is realized, and feedback and instruction deviation are eliminated in real time; the frequency converter receives the control instruction of the controller and drives the motor to rotate forwards or backwards, and the overcurrent protector is used for protecting the motor. The execution mechanism control system and the execution mechanism control method provided by the invention improve the SIPOS5 execution mechanism control technology, so that the whole system structure is simpler, the adopted components are low in price, practical and reliable, the maintenance cost is effectively reduced, the stability of the execution mechanism is improved, and the maintenance amount of maintainers is reduced.)
技术领域
本发明涉及SIPOS 5执行机构控制技术领域，具体涉及一种调节型SIPOS5执行机构控制系统及方法。
背景技术
目前SIPOS 5型执行机构在电厂热力系统生产工艺系统中大量应用，如锅炉过热蒸汽及再热蒸汽减温水调节、锅炉燃尽风调节、磨煤机入口一次冷热风调节挡板等。执行机构按照工艺要求配置调节型和关断型两种，调节型接收远方的4-20mA控制指令，控制部分由电源板、控制板、IGBT模块等组成，由IGBT实现电机正反转切换控制，由于电源板故障率高，损坏多，维护量非常大，严重影响机组安全运行，采购备件所需资金在30-40万左右，极大地浪费大量的财力；因此，寻求一种改进的SIPOS 5执行机构控制技术，对于目前SIPOS 5执行机构控制
技术领域
来说是迫切需要的。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种调节型SIPOS 5执行机构控制系统及方法，以解决现有技术存在的电源板故障率高，损坏多，维护量非常大，严重影响机组安全运行和成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种执行机构控制系统，包括变频器、控制器、过流保护器、阀位反馈电路和电机，所述变频器分别与所述控制器和所述过流保护器电连接，所述阀位反馈电路与所述控制器电连接，所述过流保护器还与所述电机电连接；
所述控制器接收远方控制指令和执行机构通过所述阀位反馈电路反馈的阀位信号，实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；
所述变频器接收所述控制器的控制指令并驱动所述电机正转或反转；
所述过流保护器用于保护所述电机。
进一步的，所述阀位反馈电路包括限位开关、变送器和电位器，所述限位开关一端与所述控制器电连接，另一端与所述变送器连接，所述变送器与所述电位器连接，所述变送器将所述电位器的电阻信号转换为电流信号作为开度数值，所述限位开关用于判断终端位置。
更进一步的，所述变送器将所述电位器0-5KΩ的电阻信号转换成电流信号作为开度数值。
进一步的，所述控制器检测控制指令或所述阀位反馈电路反馈的回路断线或短路信号并控制执行机构保持在当前位置。
进一步的，所述执行机构控制系统具有远方操作方式和就地操作方式，所述远方操作方式和就地操作方式互锁。
进一步的，所述控制器接收所述电机温度，所述电机温度高于设定值时禁止所述电机启动。
进一步的，还包括操作控制面板，所述操作控制显示面板显示执行机构状态和当前开度值。
进一步的，所述控制指令和所述阀位信号均为4-20mA。
进一步的，所述电机启动和工作电流小于2A。
第二方面，一种执行机构控制方法，应用所述执行机构控制系统实现如下方法，
控制器接收远方控制指令和执行机构通过阀位反馈电路反馈的阀位信号，实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；
变频器接收控制器的控制指令并驱动电机正转或反转，从而控制执行机构开关。
本发明至少具有以下有益效果：一种执行机构控制系统及方法，包括变频器、控制器、过流保护器、阀位反馈电路和电机，变频器分别与控制器和过流保护器电连接，阀位反馈电路与控制器电连接，过流保护器还与电机电连接；控制器接收远方控制指令和执行机构通过阀位反馈电路反馈的阀位信号，实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；变频器接收控制器的控制指令并驱动电机正转或反转，过流保护器用于保护电机。本发明提供的执行机构控制系统及方法将SIPOS5执行机构控制技术进行了改进，使得整个系统结构更为简单，采用的元器件价格低廉，实用可靠，有效的降低了维护成本，同时提高执行机构稳定性，减少了检修人员的维护量。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的执行机构控制系统结构框图；
图2为本发明实施例提供的执行机构控制系统电路原理图。
附图标记说明：
1-变频器；2-过流保护器；3-电机；4-控制器；5-阀位反馈电路。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
请参阅图1，本发明的实施例提供一种执行机构控制系统，具体为调节型SIPOS 5执行机构控制系统，包括变频器1、控制器4、过流保护器2、阀位反馈电路5和电机3，变频器1分别与控制器4和过流保护器2电连接，阀位反馈电路5与控制器4电连接，过流保护器2还与电机3电连接；控制器4接收远方的4-20mA控制指令和执行机构通过阀位反馈电路5反馈的4-20mA阀位信号，实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；变频器1接收控制器4的控制指令并驱动电机3正转或反转，从而控制执行机构开关；采用变频技术，根据需要调整电机3的转速、电压，从而控制电机3启动和工作电流不超过2A，保护电机不被损坏。本发明拆除SIPOS5执行机构的电源板件、控制板件、IGBG等组件，使用变频器1和控制器4实现电机3正反转切换控制，使得整个系统结构更为简单，采用的元器件价格低廉，实用可靠，有效的降低了维护成本。
阀位反馈电路5包括限位开关、变送器和电位器，限位开关一端与控制器4电连接，另一端与变送器连接，变送器与电位器连接，变送器将电位器0-5KΩ的电阻信号转换为电流信号作为开度数值，限位开关用于判断终端位置。通过阀位变送器检测阀位反馈信号，使得整个控制系统构成闭环控制。提高执行机构稳定性，减少了检修人员的维护量。
本发明中，整个系统具有断信号保位功能和具有过力矩保护功能，控制器4能够检测到控制指令或阀位反馈电路5反馈的回路断线或短路信号，然后控制执行机构保持在当前位置，同时发出报警信息，以提醒维护人员；当过力矩时过流保护器2动作，切断动力电源，保护电机3不被损坏。
本发明中，整个系统还具有远方操作方式和就地操作方式，远方操作方式和就地操作方式互相闭锁。控制器4还能接收电机3的温度，当电机3的温度高于设定值时禁止电机3启动。
整个系统还包括操作控制面板，操作控制显示面板显示执行机构远方/就地、开/关、故障等状态和当前开度值。
请参阅图2，外界三相电经过变压器B变压后分别与变频器TF的R、S和T引脚电连接，变频器TF的U、V和W引脚分别与三相电上的过流保护器DB的一端电连接，过流保护器DB的另一端与电机M电连接，变频器TF的24V引脚、X1引脚和COM引脚分别与处理器DPU的24V引脚、Q0.1和Q0.2电连接，处理器DPU的AI1.1引脚接收远方4-20mA的控制指令，处理器DPU的AI1.2引脚接收4-20mA的位置反馈指令。本发明中控制器采用PLC控制器，将控制指令和阀位反馈构成闭环调节，使执行机构跟随控制指令动作。
一种执行机构控制方法，应用执行机构控制系统实现如下方法，
控制器4接收远方控制指令和执行机构通过阀位反馈电路5反馈的阀位信号，实现闭环控制并且实时消除反馈和指令偏差；
变频器1接收控制器4的控制指令并驱动电机3正转或反转，从而控制执行机构开关。
综上，本发明具有如下优点：
1、将SIPOS 5执行机构控制技术进行改进，通过在电机控制回路中配置变频器、PLC控制器、过流保护器等，形成闭环控制，并且有效的防止电机过流烧损情况的发生，极大地提升了电机工作的稳定性，同时设计断线和短信号保护，防止执行机构异常动作导致生产过程参数异常变化；
2、将SIPOS 5执行机构控制技术进行改进，整体简化了控制单元，使的整个系统的结构更为简单，尤其适合在环境恶劣的条件下工作，有效的降低了维护成本，无需采购价格昂贵的电子板件，并且控制精度完全满足生产现场的需要，通过采用的元器件价格低廉，实用可靠，能够有效的节约了采购资金30至40万元，同时提高执行机构稳定性，减少了检修人员的维护量。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
上文中通过一般性说明及具体实施例对本发明作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。